Failure Analysis วิเคราะห์ความเสียหายของวัสดุ ด้วยเครื่อง SEM,EDS

การวิเคราะห์ความเสียหายของวัสดุ ที่เราสามารถวิเคราะห์ได้ด้วยเครื่อง SEM,EDS นั้นเรา
สามารถวิเคราะห์วัสดุได้ตั้งแต่ขบวนการผลิต ,ผ่านการทดสอบ หรือผ่านการใช้งานมาบ้าง
แล้วนั้น แม้แต่งานด้าน R&D,QC,QA,FA Lab ก็ล้วนสามารถใช้การวิเคราะห์ได้ด้วยวิธี
การใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน SEM ศึกษาด้านกายภาพและอนุภาค วัดขนาดอนุภาค
ศึกษาเพสวัสดุด้วย BEI Detector (แยกเพสตามอะตอมมิกนัมเบอร์ Z) และอื่นๆ

ส่วนเครื่องวิเคราะห์ธาตุEDS ใช้ศึกษาหาธาตุในวัสดุเชิงคุณภาพ (Qualitative Analysis)
หาปริมาณธาตุในวัสดุเชิงปริมาณ (Quantitative Analysis) ศึกษาการกระจายตัวของ
ธาตุในวัสดุ หาตำแหน่งธาตุ เช็คเพสด้วยวิธีการทำ Mappinq หรือ Line Scan เป็นต้น

 

ตามภาพเป็นภาพที่ถ่ายวัสดุ ที่มีปัญหาพบว่ามีคราบสกปรกติดอยู่บนผิว ที่อยู่ด้านขวา
เราจะทำการถ่ายภาพเป็น 3 แบบ 3โหมดเพื่อเปรียบเทียบ
บทความที่เกี่ยวข้องโหมดภาพ SEM : คลิกค่ะ

ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM ที่ 20kv (กิโลโวลท์)
กำลังขยาย x 100 เท่า สเกล 100 um (ไมครอน ) หรือ 0.1 มิลลิเมตร
ถ่ายในโหมด High vacuum ภาพแบบ SEI
ตัวอย่างไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทองเพื่อให้นำไฟฟ้า
ถ่ายโดย www.dosem24hr.com

ตามภาพเป็นภาพที่ถ่ายวัสดุ ที่มีปัญหาพบว่ามีคราบสกปรกติดอยู่บนผิว ถ่ายด้วย BEI Dedector
ภาพแบบ COMPO ซึ่งสามารถแยกความแตกต่างและเฉดสีวัสดุออกตาม Atomic No.(Z) สามารถ
เช็คเพสของวัสดุแบบง่ายๆได้ เช็คการจับตัวของวัสดุ พอบอกคร่าวๆว่า วัสดุที่มีโทนสีมืดมี Z ต่ำ
และวัสดุที่มีโทนสีสว่างมี Z สูง

ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM ที่ 20kv (กิโลโวลท์)
กำลังขยาย x 100 เท่า สเกล 100 um (ไมครอน ) หรือ 0.1 มิลลิเมตร
ถ่ายในโหมด High vacuum ภาพแบบ BEI COMPO
ตัวอย่างไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทองเพื่อให้นำไฟฟ้า
ถ่ายโดย www.dosem24hr.com

ตามภาพเป็นภาพที่ถ่ายวัสดุ ที่มีปัญหาพบว่ามีคราบสกปรกติดอยู่บนผิว ถ่ายด้วย BEI Dedector
ภาพแบบ TOPO ซึ่งสามารถแยกความแตกต่างสูงต่ำของผิววัสดุ เราจะทราบได้ว่าบริเวณด้านขวา
ภาพจะมีความสูงกว่า จะเป็นลักษณะมีคราบมีติด

ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM ที่ 20kv (กิโลโวลท์)
กำลังขยาย x 100 เท่า สเกล 100 um (ไมครอน ) หรือ 0.1 มิลลิเมตร
ถ่ายในโหมด High vacuum ภาพแบบ BEI TOPO
ตัวอย่างไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทองเพื่อให้นำไฟฟ้า
ถ่ายโดย www.dosem24hr.com

การวิเคราะห์เชิงคุณภาพ

หลังจากเราศึกษาทางกายภาพแล้ว เรามาศึกษาด้วยเครื่องวิเคราะห์ธาตุ Energy
Dispersive X-ray Spectrometer ,EDS/EDX กันต่อ
บทความที่เกี่ยวข้องการวิเคราะห์ธาตุ : คลิกค่ะ

โดยเราวิเคราะห์เชิงคุณภาพ ตามตำแหน่งภาพด้านบนที่กำลังขยาย X100 เท่า เราจะได้
สเปกตรัมตามภาพ
ซึ่งเราจะได้ผลเชิงคุณภาพ ว่ามี C คาร์บอน,O ออกซิเจน,Fe เหล็ก,Ag เงิน เป็นต้น



สเปกตรัมเชิงปริมาณอีกแบบ ทั้ง 2สเปกตรัมมีผลเชิงปริมาณเท่ากัน ต่างกันที่รูปแบบ

การวิเคราะห์เชิงปริมาณ
เชิงคุณภาพเราจะทราบว่ามี ธาตุ Element อะไรบ้างแต่มีมากน้อยกี่% เราจะไม่ทราบ
ซึ่งเราจะต้องวิเคราะห์เชิงปริมาณกันต่อ เมื่อเราวิเคราะห์เชิงปริมาณเราจะได้ผลตาม
ภาพล่าง

ซึ่งจะได้ผลแบบ Element% และแบบ Compound%

ผล Element% แบบกราฟแท่ง



การวิเคราะห์ดูการกระจายตัว แบบ Speed Mapping (เชิงคุณภาพ)

จากผลการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ เนื่องจากเราเลือกใช้วิเคราะห์ทั้งภาพ(Area)
ไม่ได้เลือกใช้วิธียิงเป็นจุด (Point) ทำให้ผลที่ได้คือผลที่ได้ทั้งหมดที่เราเห็นตามภาพ ถ้า
เราจะใช้วิธีการยิงเป็นจุด เพือจะให้ทราบตำแหน่งธาตุก็ได้ แต่อาจจะต้องยิงหลายจุด จะมีวิธี
การหาตำแหน่งของธาตุแบบรวดเร็ว ดูการกระจายตัว เช็คเพสที่เรียกว่า Mapping ตามผล
ด้านล่างเราก็จะทราบ ตำแหน่งแต่ละธาตุว่าอยู่ส่วนใหนของตัวอย่างได้

 

บทความที่เกี่ยวข้องและการดูผล :
การทำ Mapping แบบเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ คลิกค่ะ

การวิเคราะห์ดูการกระจายตัวตามเส้นแนว แบบ Speed Line Scan (เชิงคุณภาพ)
เราสามารถกำหนดเส้นบนตำแหน่งที่เราสนใจต้องการ ทราบว่ามีอะไรณ.ตำแหน่งที่เรา
ลากเส้นผ่านได้
ตามภาพล่างเส้นสีเหลืองคือเส้นที่เรากำหนดที่เราจะทำ Line Scan ซ้ายสุดคือจุดเริ่ม

ผลวิเคราะห์ตามเส้นลากผ่าน ผลตามภาพด้านล่าง

บทความที่เกี่ยวข้องและการดูผล :
การทำ Line Scan แบบเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพคลิกค่ะ

 

เราสามารถซ้อนภาพกับ Line Scan แต่ละธาตุได้
ตามภาพเราเอาภาพ BEI COMPO ซ้อนผล Line Scan ของธาตุ Fe (Mix Line Scan)



ตามภาพเราเอาภาพ BEI COMPO ซ้อนผล Line Scan ของธาตุ Ag (Mix Line Scan)

หรือจะซ้อนผล Line Scan ของธาตุ FeและAg เข้าด้วยกัน (Mix Line Scan)

และยังมีวิธีการหลากหลายที่ยังไม่ได้ลงรายละเอียดไว้ เช่นการเช็คเพสวัสดุแบบ
เชิงคุณภาพ Cameo,เช็คเพสแบบเชิงปริมาณ Phase Analysis, Area Measurement
ไว้ติดตามบทความต่อๆไปนะครับ

*****************************************************************
สุดท้ายขอขอบคุณ Do SEM ที่เปิดพื้นที่ให้ มากๆครับ

น้อมรับทุกคำชี้แนะครับ Mr.Golf (สิงห์เฒ่าซ่อมเซ็ม) manatsanan2007@hotmail.com
หรือมาพบปะพูดคุยได้ตามประสาได้ที่ BigC จ.สุรินทร์ (แอร์ฟรี 555 จริงๆนะครับ) หรือมา
ติดตามเป็นเพื่อนผ่านโซเชียลเน็ตเวิร์ค ตามลิงค์ด้านล่างเลยครับ
http://www.facebook.com/JeolOxfordInstruments?ref=hl

*********************************************************************